Kategorien

Korrosionsmessungen

09.08.2018

In der Oberflächentechnik hat der Korrosionsschutz sowohl im Bereich F&E als auch in der Qualitätsprüfung eine hohe Bedeutung. Stets stellt sich dabei die Frage der Beständigkeit der beschichteten Teile in der späteren Gebrauchsumgebung. Deshalb werden Originalbauteile oder beschichtete Prüfbleche aggressiven Klimabedingungen in dafür speziell konstruierten Prüfkammern ausgesetzt. Auf diese Weise wird Korrosion auf der Oberfläche sozusagen im Zeitraffer erzeugt.

Das am häufigsten durchgeführte Prüfverfahren ist der neutrale Salzsprühnebeltest gemäß der DIN EN ISO 9227:2012. Hierbei wird 5 %ige Natriumchloridlösung (pH 6,5-7,2), mit Druckluft in einer Zweistoffdüse bei 35 °C zu einem feinen Nebel versprüht, der auf den zu prüfenden Teilen kondensiert und zu Korrosion auf der Oberfläche führt.

Eine Verschärfung der Korrosion stellen die beiden Varianten AAS- und CASS-Test dar, bei denen die Prüflösung mit Essigsäure auf einen pH-Wert von 3,1-3,3 eingestellt wird. Beim CASS-Test wird außerdem noch Kupfer(II)chlorid zugesetzt und die Prüfraumtemperatur auf 50 °C erhöht.

Bei organischen Beschichtungen, das heißt Lacken oder metallisch beschichteten Kunststoffen, wird die Beständigkeit gegen Feuchtklimate gemäß DIN EN ISO 6270-2 CH, AT oder AHT geprüft, entweder konstant (CH) bei 100 % rel. Feuchte und 40 °C Prüfraumtemperatur oder zyklisch im Wechsel mit Abkühlung auf Raumtemperatur (AT) oder mit Belüftung mit Raumluft (AHT).

Eine Variante stellt der sogenannte Kesternich-Test dar. Gemäß der DIN 50018, beziehungsweise der DIN EN ISO 6988 oder 3132 wird Schwefeldioxid (SO2) je nach Norm 0,2 l bis 2 l pro 300 L Kammervolumen nach Befüllung der Bodenwanne mit demineralisiertem Wasser in den Prüfraum geleitet. Das bei 40 °C Prüfraumtemperatur verdunstende Wasser reagiert mit dem Schwefeldioxidgas zu schwefliger Säure (H2SO3), beziehungsweise zu Schwefelsäure (H2SO4).

Aufgrund der hohen Aggressivität dieses Prüfklimas wird der Kesternich-Test in der Galvanotechnik häufig als Schnelltest verwendet, um in kurzer Zeit beispielsweise Fehlstellen auf beschichteten Oberflächen zu erkennen.

Diese Basistests lassen Vergleiche verschiedener Beschichtungen in der Entwicklung, beziehungsweise Produktionschargen in der Qualitätsprüfung zu. Sie erlauben aber keine Prognosen über die Beständigkeit von Oberflächen in der Gebrauchsumgebung. Dies jedoch war, beziehungsweise ist eine essentielle Forderung vor allem der Automobilindustrie, die inzwischen individuelle Klima-Wechseltest-Verfahren entwickelt hat. Die zum Teil recht komplexen Werkstandards nationaler und internationaler Hersteller stellen hohe Ansprüche an die Reproduzierbarkeit der Prüfklimate, um eine globale Vergleichbarkeit von Prüfergebnissen zu gewährleisten. Um eine einwandfreie Funktion von Korrosionsprüfgeräten zu gewährleisten, beziehungsweise verlässliche Ergebnisse zu erzielen, sind vor allem einige Voraussetzungen für die einwandfreie Funktion des Korrosionsprüfgerätes zu beachten beziehungsweise zu erfüllen:

  • Abluft: Zur Ableitung vorgesehene Rohrleitungen dürfen nicht direkt an ein Laborabluftsystem angeschlossen werden, sondern es muss ein atmosphärischer Ausgleich geschaffen werden, um einen Unterdruck im Prüfraum auszuschließen. Abluftschläuche müssen so verlegt werden, dass sich kein Wassersack durch rückfließendes Kondensat bilden kann. Am besten wird die Abluft gegendruckfrei nach außen abgeführt.
  • Druckluft: Gemäß der DIN EN ISO 9227 muss die für die Nebelerzeugung verwendete Druckluft öl- und partikelfrei sein. Daher sollte stets eine Filtereinheit installiert und regelmäßig gewartet werden.
  • Testlösung: Die Testlösung darf nicht wiederverwendet werden, sondern muss über den Abfluss des Prüfgerätes entsorgt werden. Für die Bereitung sind die Vorgaben der jeweiligen Normen strikt einzuhalten, zum Beispiel die Reinheit des Natriumchlorids, die Leitfähigkeit des demineralisierten Wassers oder der pH-Wert. Die Vorratstanks sind sauber zu halten und vor allem vor Algenbefall zu schützen.
  • Probenvorbereitung: Zum Ritzen von lackierten Oberflächen sind genormte Werkzeuge, zum Beispiel Ritzstichel nach Sikkens, van Laar oder Clemen zu verwenden, die mit möglichst gleichem Andruck angewendet werden. Ferner ist festzulegen, ob die Prüfteile oder -bleche vor der Prüfung in welcher Weise zu reinigen sind.
  • Positionierung der Teile im Prüfraum: Prüflinge dürfen nicht übereinander oder auf den Boden gestellt werden. Unregelmäßig geformte Teile müssen so positioniert werden, dass sich kein Kondensat an Stellen ansammelt, die für die Bewertung von Bedeutung sind. Bei Vergleichsuntersuchungen in verschiedenen Laboratorien sollte die Positionierung der Prüflinge zuvor vereinbart werden. Prüfbleche sind in Halter zu stellen, die die Positionierung in den von der jeweiligen Norm vorgegebenen Winkel ermöglichen.
  • Bewertung der korrodierten Oberflächen: Die Bewertung erfolgt im allgemeinen visuell nach entsprechenden Normen, beispielsweise zur Ermittlung des Rost- oder Blasengrades. Im Falle von Vergleichsuntersuchungen sollte ebenfalls eine Abstimmung zwischen den Laboratorien erfolgen.
  • Funktionsprüfung: Neben den Wartungsintervallen und Kalibrierung von Steuerungen, Reglern und Sensoren ist zum Beispiel bei Salzsprühnebelprüfgeräten die Bestimmung der Korrosivität des Prüfgerätes gemäß der DIN EN ISO vorgeschrieben. Dabei wird der Masseverlust von Gebrauchsnormalen (Prüfblechen) aus Stahl oder Zink nach Bestimmten Testzeiten unter definierten Testbedingungen durch Differenzwägung vor und nach dem Test ermittelt. Die sogenannte Abtragsrate muss dabei in vorgegebenen Toleranzbereich liegen.